大量的原位表征研究致力于揭示單原子催化劑(SACs)的催化機理,為其合理設計提供了理論基礎。盡管相關研究相對有限,但是SACs在長期運行條件下的穩定性同樣重要,這也是其在燃料電池和水電解槽等實際能源應用中的先決條件。最近,關于SACs穩定性損失和SACs再生的原位表征研究不斷增長,但是仍然缺乏及時、全面的總結,難以為催化領域提供有價值的見解和研究方向。
有鑒于此,清華大學王定勝教授、莊澤超、江蘇大學李海濤教授、中國科學院上海高等研究院Tao Gan等報道SACs單原子催化劑穩定性不足的相關研究進展。
本文要點:
(1)
這項綜述總結了SACs催化劑的穩定性損失的機理和再生策略的最新進展,特別強調研究SAC催化劑采用的各種先進表征技術。通過討論長期運行情況中的活性位點、配位環境、載體和反應條件的失效等問題,確定了導致SACs穩定性衰減的因素。然后,介紹SACs的主要再生策略,包括再分散、表面毒化脫附和暴露次表面活性位點。此外,討論了原位和非原位表征技術的優缺點。
(2)
提出了未來SAC催化劑的研究方向,有助于構建結構-穩定性關系并指導和設計更加穩定的SACs。
參考文獻
Zhiquan Lang, Xixi Wang, Sobia Jabeen, Yuanyuan Cheng, Naiyun Liu, Zhenhui Liu, Tao Gan, Zechao Zhuang, Haitao Li, Dingsheng Wang, Destabilization of Single-Atom Catalysts: Characterization, Mechanisms, and Regeneration Strategies, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202418942
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202418942